氣凝膠幾乎像空氣一樣輕，能夠承受直接火焰，或像棒球手套接住棒球一樣捕捉高速彗星塵埃，是世界上最奇異的固體之一。這種“太空時代的泡沫塑膠”是幾十年前在化學實驗室開發的，但現在正出現在滑雪服、炸藥甚至儲能技術中。
氣凝膠是世界上最輕、密度最低的材料。乾燥的剛性凝膠中，高達 99% 是空氣，其餘部分由二氧化矽、碳、金屬和其他物質組成；摸起來像泡沫塑膠花生。然而，一些配方可以承受近兩千倍的重量（如果將其緩慢地放在上面）。麻省理工學院奈米材料研究生、氣凝膠研究員斯蒂芬·施泰納說：“足以壓碎米花的力量也會壓碎氣凝膠。”
但是，當美國宇航局需要某種東西來安全捕獲來自懷爾德2號彗星、以每秒 6,000 米速度飛行的粒子時，作為其最近的星塵任務的一部分，該機構轉向了這種輕飄飄的物質。航天器內的二氧化矽氣凝膠網格能夠捕捉到微小的顆粒（小於一粒沙子），而不會以任何方式損壞它們。
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此外，美國宇航局的火星探測器也內襯有超絕緣材料。根據施泰納的說法，二氧化矽和碳氣凝膠是不良的導熱體，因為“那裡沒有太多的物質來完成這項工作”。氣凝膠的多孔、廚房海綿狀結構形成了一個迷宮，空氣分子和聲波幾乎無法穿過。因此，二氧化矽氣凝膠可以保護人手免受噴燈的直接熱量，並能抑制其轟鳴聲。
現代科學傳說，這種超級物質是由加利福尼亞州斯托克頓太平洋學院的化學家史蒂文·基斯特勒發現的，當時他接受了一個賭注，即他可以在不引起任何收縮的情況下更換果凍罐內的液體。基斯特勒用甲醇替換了果凍中的液體，然後將凝膠加熱加壓至超過該化合物的超臨界點，此時液體變成氣體。超臨界乾燥不會讓甲醇蒸發從而使甲醇從凝膠中拉開並使其收縮，而是從凝膠中抽出溶劑而不會對其造成太大壓力。無論打賭與否，基斯特勒都發明瞭第一個“氣凍膠”，並在 1931 年在《自然》雜誌上發表了他的成果。這位化學家繼續嘗試用二氧化矽、硝化纖維素和橡膠製造氣凝膠。
儘管基斯特勒的工藝有效，但它也需要對易燃且有毒的甲醇進行危險的加熱和加壓。但在接下來的 70 年裡，一些關鍵的調整使這些材料走出了實驗室，進入了市場。化學家們發現，他們可以使用不同的二氧化矽起始材料來製造氣凝膠，並用液態二氧化碳代替甲醇。
然而，現代氣凝膠確實有一些缺陷；其中之一是，由於二氧化矽奈米顆粒散射可見光的短波長，許多氣凝膠都呈現出幽靈般的藍色。這對於需要透明度的窗戶和光學應用來說是一個問題。麻省理工學院的施泰納和他的同事正在美國宇航局的嘔吐彗星（一種用於訓練宇航員並在微重力條件下進行實驗的飛機）上進行實驗，以檢視在形成凝膠時消除對流和浮力是否可以產生不散射短光從而創造出更透明的氣凝膠的粒子奈米結構。
回到地球，氣凝膠可能還有許多其他應用。這種材料已經被壓碎並用作滑雪服和宇航服等極端天氣裝備的絕緣材料。另一種可能性是開發用於為手機和汽車供電的基於氣凝膠的電容器（儲能裝置）；與傳統的電池相比，碳氣凝膠的大表面積可以儲存大量的電荷。此外，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的研究人員製造了嵌入鋁奈米顆粒的氧化鐵氣凝膠，這些奈米顆粒與氧化凝膠反應，釋放出大量的熱量，可用於火箭推進劑、炸藥或煙火。同樣，浸漬了鉑等貴金屬奈米顆粒的碳氣凝膠可以用作汽車中的催化轉化器，只需要少量稀有金屬即可發揮相同的功能。對於如此輕的物質，氣凝膠有許多重型應用。